[发明专利]可降解材料/聚醚醚酮复合骨替代物的3D打印系统及方法

权利要求书

1.一种可降解材料/聚醚醚酮复合骨替代物的3D打印系统，其特征在于，包括聚醚醚酮打印系统和可降解材料打印系统，

聚醚醚酮打印系统包括至少一个聚醚醚酮打印头(9)，聚醚醚酮打印头(9)设有打印喷头加热系统(10)和送丝系统(11)，聚醚醚酮打印头(9)和聚醚醚酮丝盘(7)连接，聚醚醚酮丝盘(7)上设有丝盘预热系统(8)；

可降解材料打印系统包括至少一个可降解材料打印头(12)，可降解材料打印头(12)的中部设有打印喷头加热圈(14)，可降解材料打印头(12)的上部设有超精密注射泵(13)，可降解材料打印头(12)和高压电源模块(18)正极相连；

聚醚醚酮打印头(9)、可降解材料打印头(12)下方设有收集平台(15)，收集平台(15)设置在三维运动平台(16)上；三维移动平台(16)接地，三维移动平台(16)设置在打印机外壳(2)内，打印机外壳(2)放置在超净实验台(1)内；

所述的三维移动平台(16)与三维移动平台控制系统(23)相连，三维移动平台控制系统(23)设置在超净实验台(1)外，打印机外壳(2)上安装有紫外线杀菌系统(3)、可控光照系统(4)、湿度控制系统(5)、温度控制系统(6)、聚醚醚酮丝盘(7)、丝盘预热系统(8)；

所述的超净实验台(1)外设置有电脑主机(24)、高压电源模块(18)，温度控制器(19)，温度控制器(19)设有丝盘温度控制系统(20)、聚醚醚酮打印头温度控制系统(21)和可降解材料打印头温度控制系统(22)；

紫外线杀菌系统(3)、可控光照系统(4)、湿度控制系统(5)、环境温度控制系统(6)、聚醚醚酮丝盘(7)、丝盘预热系统(8)，聚醚醚酮打印头(9)，可降解材料打印头(12)，打印过程摄像系统(17)，高压电源模块(18)，温度控制器(19)，三维移动平台控制系统(23)均与电脑主机(24)连接。

2.根据权利要求1所述的一种可降解材料/聚醚醚酮复合骨替代物的3D打印系统，其特征在于：所述的聚醚醚酮打印头(9)的喷头内径0.1～1.0mm，通过送丝系统(11)和打印喷头加热系统(10)，将用于打印的聚醚醚酮材料加热至熔融状态进行打印，聚醚醚酮打印头(9)喷头下方与收集平台(15)的距离为0.05～0.4mm，在打印时控制打印速度20～140mm/s和喷头温度室温～500℃，按需进行不同层厚打印。

3.根据权利要求1所述的一种可降解材料/聚醚醚酮复合骨替代物的3D打印系统，其特征在于：所述的可降解材料打印头(12)的喷头内径10～1000μm，将用于打印的可降解材料聚己内酯(PCL)、聚乙交酯(PGA)，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)及其共聚物，聚乙烯醇(PVA)，聚乳酸(PLA)或聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)加热至熔融状态进行打印，可降解材料打印头(12)的喷头下方与收集平台(15)的距离为0.5～5mm；在打印时选择打开高压电场，使高压电场在可降解材料打印头(12)的尖端形成泰勒锥，按需进行0.5～15μm线宽的熔融静电打印；或关闭高压电场，按需进行50～200μm线宽的熔融沉积制造。

4.根据权利要求1所述的一种可降解材料/聚醚醚酮复合骨替代物的3D打印系统，其特征在于：所述的收集平台(15)采用绝缘材料，或采用接地的导电玻璃、金属板和硅片。

5.根据权利要求1所述的一种可降解材料/聚醚醚酮复合骨替代物的3D打印系统，其特征在于：所述的高压电源模块(18)调整电压幅值0.5～40KV，分辨率：0.1kV，用于熔融静电打印时可降解材料打印头(12)与三维运动平台(16)之间形成稳定的高压电场，使可降解材料在高压电场作用下形成材料射流，启动三维运动平台(16)的运动程序后，利用可降解材料打印头(12)与收集平台(15)的相对运动，可降解材料射流在收集平台(15)上形成相应的图案或结构。